LED在電子系統(tǒng)中使用已經(jīng)有很多年了,主要用作電子設(shè)備的指示燈.最近在亮度和色彩深度方面取得的重大進(jìn)步,意味著LED現(xiàn)在可以用于更廣泛的應(yīng)用,從手機(jī)和多媒體播放機(jī)中的趣味照明,一直到取代商業(yè)和家庭照明應(yīng)用中的傳統(tǒng)光源。

　　推動LED照明市場發(fā)展的關(guān)鍵推動力是高亮度LED和智能LED控制器的出現(xiàn)。采用高亮度LED的產(chǎn)品設(shè)計師面臨著許多設(shè)計挑戰(zhàn),包括散熱管理、驅(qū)動方案、拓?fù)浼軜?gòu)和已有的基礎(chǔ)設(shè)施。

　　要替代現(xiàn)有的可調(diào)光白熾燈或鹵素?zé)艄庠?必須實現(xiàn)這樣的一個電子燈驅(qū)動系統(tǒng),它不僅可以與現(xiàn)有的調(diào)光開關(guān)一起工作,而且可復(fù)制現(xiàn)有光源的調(diào)光性能.NXP恩智浦SSL2101 IC可以滿足上述性能要求,此外,它還是一種高效的電源轉(zhuǎn)換器.這是業(yè)內(nèi)第一款集成這些能力的IC,它使得高亮度LED燈/模塊設(shè)計師能夠以一種省成本和體積的方式集成電子電路,并從最佳熱權(quán)衡中獲益。

　　LED特性

　　LED需要一個與白熾燈或鹵素?zé)敉耆煌愋偷尿?qū)動器。白熾燈表現(xiàn)為具備自穩(wěn)定特性的純電阻負(fù)載,LED則需要一個電流源。LED產(chǎn)生的光通量近似正比于流經(jīng)該器件的電流。LED的正向電壓隨電流增加而增加,但隨溫度的上升而減少。在這方面,LED表現(xiàn)得像二極管。不過,在工作期間LED的正向電壓(VF)是很大的。該電壓與電子轉(zhuǎn)化為光子時產(chǎn)生的能量(eV)相關(guān),該能量又直接相關(guān)于光的顏色。此外,不同生產(chǎn)批次之間的VF值可以相差很大。

　　串行/并行配置

　　在大多數(shù)用LED替代現(xiàn)有光源的應(yīng)用中,需要連接多個LED到驅(qū)動器上,因為單一的LED不能產(chǎn)生足夠的光通量。LED可以采用串行或并行連接。

　　如果LED采用串行連接,LED鏈上的總電壓等于正向電壓的總和(所有LED上的電流相等)。

　　如果LED并行連接,電流將分配到各支路中。不過,由于一個LED的正向電壓會隨著溫度上升而下降,因此這一配置本質(zhì)上是不穩(wěn)定的.隨著溫度的升高,越來越多的電流將流到具有更低正向電壓的支路上去,這些支路將變得更亮,而那些具有更高正向電壓的支路將變得更暗。

　　不過,采用并聯(lián)配置(或串并聯(lián)組合)的一個原因是,它允許大量的LED以一個安全的電源電壓結(jié)合在一起,而如果要采用串行連接來達(dá)到相同的亮度,你可能需要一個高得令人無法接受的電壓。

　　并行配置還提供了冗余優(yōu)勢。如果一個串行連接的LED鏈上一個LED或連接出現(xiàn)問題,那么將導(dǎo)致斷路,整條鏈上的所有LED都將不發(fā)光.但如采用并聯(lián)配置的話,這情況將不可能發(fā)生.采用并聯(lián)配置時,建議每條支路都增加電流調(diào)節(jié)機(jī)制,以防止熱失控和電流或光的不相等?？偠灾?當(dāng)輸出和輸入電壓差最小時,電源轉(zhuǎn)換器的效率最高.當(dāng)采用市電輸入的LED驅(qū)動器時,允許產(chǎn)生更高的輸出電壓,從而允許串行連接更多的LED。

　　市電調(diào)光

　　標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)和家用調(diào)光器設(shè)計用于白熾燈。一些較先進(jìn)的型號可與連接到鹵素?zé)舻淖儔浩饕黄鹗褂谩Ｄ壳皩ｉT針對LED負(fù)載的市電調(diào)光器仍然很罕見。

　　購買和安裝一個新的專用調(diào)光器的成本可以很容易就超過光源本身，因此一個可與現(xiàn)有調(diào)光基礎(chǔ)設(shè)施一起工作的LED照明系統(tǒng)(如基于恩智浦SSL2101構(gòu)建的系統(tǒng))，將打開這個具有龐大潛力和空間市場的大門。

　　由于現(xiàn)有的調(diào)光器被設(shè)計用于白熾燈(近似電阻負(fù)載,功率大多在20W和50W之間),因此需要一些額外的電路才能允許它們用于LED照明系統(tǒng).目前市場上還沒有白熾燈調(diào)光器標(biāo)準(zhǔn),因此目前市場上有大量不同性能和參數(shù)值的市電調(diào)光器。

　　恩智浦SSL2101特點及方案：

　　恩智浦SSL2101是一個采用SO16封裝的多芯片模組(MCM)。它包含一個高效率的電源轉(zhuǎn)換器和內(nèi)部電路來實現(xiàn)市電調(diào)光兼容性.與現(xiàn)有解決方案相比,它具有以下優(yōu)點：

　　集成電源開關(guān).這可減小元器件成本,并確保最優(yōu)的驅(qū)動和開關(guān)保護(hù).

　　谷值檢測.這一特性可降低轉(zhuǎn)換器損失,因為開關(guān)可在最佳的時間點閉合.

　　集成bleeder開關(guān)和比較器,這可減少元器件數(shù)量和尺寸.

　　智能bleeder操作.恩智浦SSL2101可檢測到何時不需要bleeder操作(如LED鏈提供足夠的負(fù)載),這可減少功耗和增加系統(tǒng)效率.

　　增強(qiáng)的散熱引腳設(shè)計.這可增加恩智浦SSL2101的壽命,并允許它在更高的環(huán)境溫度下正常工作.對于替代解決方案,電子器件在更高溫度下的壽命可以是一個關(guān)鍵的參數(shù)。

　　基于占空比和轉(zhuǎn)換器開關(guān)頻率的調(diào)光.這允許設(shè)計師有更大的自由度去定義參數(shù)值.這使得設(shè)計師可以通過調(diào)節(jié)控制調(diào)光系統(tǒng)的參數(shù),實現(xiàn)更精確的低亮度調(diào)光,以及消除音頻變壓器噪聲。

　　對數(shù)調(diào)光校正.這使得LED的調(diào)光行為可以與白熾燈或鹵素?zé)粢荒Ｒ粯印?/P>

　　內(nèi)建的過熱保護(hù)、過流保護(hù)、短路檢測和最大占空比限制.這些特性確保了恩智浦SSL2101的高可靠性,即便在極端工作條件下也是一樣.市電接入恩智浦SSL2101驅(qū)動電路應(yīng)用圖如下：

　　圖為市電接入恩智浦SSL2101驅(qū)動電路應(yīng)用圖

　　總結(jié)

　　隨著高亮度LED和智能LED控制器的出現(xiàn),直接市電接入照明的LED燈具的需求將會越來越大,對市電接入驅(qū)動電路的要求也越來越高,恩智浦SSL2101驅(qū)動器件的出現(xiàn)將會更好的推進(jìn)照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。